De warmtepomp: wat moet je weten als installateur?

Hoe werkt een warmtepomp?

Een warmtepomp neemt via de collector(en) bij lage temperatuur warmte op uit een bron (lucht, bodem of grondwater) en geeft deze met een hoge temperatuur weer af aan het verwarmingssysteem. Eerst wordt de vloeistof in de collector opgewarmd door de bron. In de warmtepomp wordt de vloeistof verdampt tot gas en gecomprimeerd. De door compressie verhitte damp stroomt vervolgens naar de condensor en geeft warmte aan het verwarmingssysteem, waardoor het gas afkoelt en het cv-water opwarmt. Door expansie verlaagt de druk van de damp waardoor het weer een koude vloeistof wordt. Deze vloeistof wordt vervolgens weer verdampt met behulp van warmte uit de bron en zo is de cirkel weer rond.

De warmtepomp gaat uit van de wetten van de thermodynamica. De Eerste Hoofdwet houdt in dat energie niet verdwijnt en altijd ergens vandaan komt. Dus als er ergens energie verdwijnt, dan komt die energie er elders juist bij. De Tweede Hoofdwet leert ons dat dit alleen gebeurt als er daadwerkelijk arbeid geleverd wordt om dit te bewerkstelligen.

De koelkast is een schoolvoorbeeld van hoe een warmtepomp werkt. Als je een warm bord in de koelkast zet, koelt het bord natuurlijk af. Maar dit proces zal aan de achterkant van de koelkast juist leiden tot warmte. De warmte van het bord is dus niet zomaar verdwenen, volgens het principe van de Eerste Hoofdwet. De Tweede Hoofdwet stelt dat er arbeid nodig is om deze warmte te verplaatsen; in dit geval wordt die arbeid dus door de koelkast geleverd. Echter wordt hier juist de kou gebruikt, in plaats van de warmte.

Luchtwarmtepomp

De luchtwarmtepomp is een alternatief voor de gasgestookte cv-ketel. Lucht is immers altijd en overal beschikbaar. De collector neemt de warmte uit de buitenlucht op en geeft deze af aan de warmtepomp, welke zorgt voor de verwarming van de vloeistof in jouw centrale verwarming. De collector kan ‘warmte’ zelfs uit de lucht halen wanneer het vriest, maar dan is het rendement lager. Daarom bestaat er ook een hybride lucht/water-warmtepomp, waarbij de cv-ketel kan bijspringen als de buitentemperatuur onder de 5 °C komt.

Deze soort warmtepomp wordt het vaakst toegepast, vooral vanwege de relatief lage aanschafprijs. Daarnaast is een luchtwarmtepomp redelijk makkelijk te installeren en het systeem is dan ook binnen een dag operatief. En ook het milieu wordt er vrolijk van. Er zijn weliswaar verhalen over geluidsoverlast door een warmtepomp, maar bij hoge kwaliteit luchtwarmtepompen is dit geen probleem. Terwijl sommige warmtepompen van lage kwaliteit een constant geluid van ruim 70 decibel produceren, is het geluid bij bijvoorbeeld onze warmtepompen slechts 40 tot maximaal 60 decibel. Al met al is het bij de installatie in ieder geval belangrijk dat je let op waar je de buitenunit plaatst.

Waterwarmtepomp

Bij een waterwarmtepomp worden twee boringen gedaan. In de ene put wordt het warme grondwater omhoog gepompt. Nadat de warmtepomp zijn energie uit het grondwater heeft onttrokken, wordt het afgekoelde grondwater in de andere put terug de grond in gepompt. In de zomer wordt dit grondwater gebruikt om het gebouw te koelen, waardoor het weer opgewarmd wordt. Dat maakt het dus weer geschikt voor gebruik in de winter. Bij dit proces is het belangrijk dat het water wel altijd in dezelfde hoeveelheid weer terug in de grond komt, opdat het ecosysteem niet verstoord wordt.

Dergelijke open (dat wil zeggen: in contact met grondwater) verwarmingssystemen hebben een hoog rendement en kunnen CO2-uitstoot sterk reduceren. Daar staat tegenover dat de filters die het grondwater filteren onderhoud nodig hebben en dat de systemen lastiger te installeren zijn. Dit kun je immers niet alleen en hier heb je diploma’s en certificaten voor nodig. Daarnaast bestaat ook de kans dat er minder grondwater beschikbaar is dan vooraf ingeschat werd. Ook is het een kostbare investering en bestaat de kans dat de temperatuur van de vloeistof niet regenereert: het koude water wordt ieder jaar iets warmer terwijl het warme water ieder jaar juist iets kouder wordt. En tot slot is het een boring, wat lang niet overal in Nederland is toegestaan.

Bodemwarmtepomp

Een bodemwarmtepomp (ook wel brine/water-warmtepomp genoemd) maakt gebruik van de warmte van de aardwarmte in de grond onder ons, een onuitputtelijke bron. Vaak wordt er bij deze soort warmtepomp gedacht aan verticale boringen, variërend van 25 tot 150 meter diep. Hierin wordt het water in een gesloten kunststof U-lus de grond in gepompt, waardoor het opwarmt. Wanneer het terug aan de oppervlakte is, heeft het de aardwarmte inmiddels opgenomen. Vanaf een diepte van 10 meter heeft het seizoen geen invloed meer op de aardwarmte, waardoor het rendement van een verwarmingssysteem met een bodemwarmtepomp dan constant blijft. Dergelijke systemen zijn wel erg kostbaar en enigszins onvoorspelbaar. En als er complicaties zijn, is het eigenlijk niet mogelijk te saneren. Het is dan ook lang niet overal toegestaan, net als bij waterwarmtepompen.

Er is ook een horizontaal systeem mogelijk in combinatie met de bodemwarmtepomp. De werking hiervan is vergelijkbaar met die van het verticale systeem. Maar deze leidingen liggen veel ondieper, tot ongeveer 2 meter diep. Er wordt dus niet geboord, maar gegraven. En hierbij wordt juist gebruik gemaakt van de seizoensgebonden temperatuurswisselingen. De grond onder ons warmt namelijk op door de zomer en koelt af door de winter, maar met een vertraging. Daardoor is er in de winter nog veel warmte van de zomer over en kunnen we in de zomer juist de verkoeling van de winter gebruiken (zie grafiek). De bodemwarmtepomp hoeft daarom minder arbeid te leveren.

Tot slot is er nog een combinatie van horizontaal en verticaal: de aardwarmte korf. Deze spiraalvormige leidingconstructies liggen tot 4 meter diep onder de grond. Deze vorm zorgt voor een nog hoger rendement en behoeven minder ruimte in uw tuin. Bovendien is het mogelijk om de grond boven deze korven licht te beplanten, iets wat niet mogelijk is bij ‘gewone’ horizontale systemen.

Waarom een warmtepomp?

Eind maart 2018 dook de warmtepomp plotseling overal op in het nieuws. Niet geheel toevallig, want in dezelfde periode maakte het kabinet bekend dat het in 2030 helemaal klaar moet zijn met de gaswinning in Groningen. En kort daarna kondigden energiebedrijven, milieuorganisaties en de UNETO-VNI aan dat zij ernaar streven vanaf 2021 alleen nog maar warmtepompen (of hybride warmtepompen) te installeren. Het is dus wel duidelijk dat de warmtepomp door velen gezien wordt als het alternatief voor de gasgestookte cv-ketel. Bovendien worden ze al jarenlang succesvol gebruikt in bijvoorbeeld Scandinavië, maar ook bij onze Duitse oosterburen. De consument is door dit alles inmiddels al enigszins bekend met dit fenomeen. Dat betekent dat jij als installateur ook mee zal moeten, als de persoon die jouw klant kan vertellen waarom hij of zij voor een warmtepomp moet gaan. Maar waarom een warmtepomp, eigenlijk? Wat maakt de warmtepomp tot de beste vervanger van onze cv-ketels?

Besparing

Ten eerste kan jouw klant met een warmtepomp in huis kosten besparen. Het is weliswaar een investering, maar het betaalt zich terug. Het gemiddelde gasverbruik per huishouden is ongeveer 1.600 m3 in Nederland. Dit kost ieder huishouden rond de €1.200 per jaar. En de gasprijs blijft stijgen. Met een warmtepomp kun je zo 100% van het gasverbruik voor het verwarmen van het gebouw vervangen. Toegegeven, de kosten voor elektriciteit gaan omhoog. Maar toch bespaart jouw klant iedere maand en heeft hij de warmtepomp binnen 15 jaar terugverdiend. En ze gaan vaak wel 25 jaar mee. Afhankelijk van de bron en de geschiktheid hiervan kan de terugverdientijd zelfs nog korter zijn. Zo ligt de terugverdientijd van een warmtepompinstallatie met aardwarmte korf tussen de 9 en 12 jaar.

Verminderen van CO2-uitstoot

Ook het milieu profiteert mee van de warmtepomp. Zoals gezegd kan ons gasverbruik hiermee grotendeels worden vervangen. De volgende uitdaging is echter dat we overgaan op groene stroom om het apparaat nog milieuvriendelijker te maken. En dat behoort zeker tot de mogelijkheden. Het is immers gelukt om alle Nederlandse treinen aan te drijven met windstroom. Dan moet het op den duur toch ook lukken om de warmtepompen te draaien op groene energie?!

Onafhankelijk van gas

Tot slot is jouw klant met een warmtepomp onafhankelijk van gas. De gasvoorraden in Groningen zijn al voor 80% leeggehaald. In het oude tempo (voor de maatregelen van het kabinet) zou ons gas dan ook in 2034 op zijn, volgens het CBS. Daarnaast is de gemiddelde gasprijs per m3 sinds 2010 met ruim 20% gestegen. Stel je voor wat de gasprijs gaat doen als we al ons gas uit het buitenland moeten halen…

Het rendement van een warmtepomp (COP)

Het rendement van een warmtepomp wordt vaak aangeduid met behulp van de Coefficient of Performance (COP). Hiermee wordt duidelijk hoeveel warmte de warmtepomp maakt ten opzichte van de hoeveelheid elektrische energie die het verbruikt. In het geval van de volledig elektrische warmtepomp ligt de COP vaak tussen 4 en 6. Dus voor 1 kWh verbruik, levert de warmtepomp 4 tot 6 kWh aan warmte. Kortom, een rendement tussen de 400% en 600%. Dat is fors hoger dan de 107% van een HR-ketel. Die maakt uit 1 kWh aardgas 1,07 kWh warmte.

Verder is het rendement van een warmtepomp afhankelijk van een aantal factoren. Hoe hoger de temperatuur van de bron, des te minder arbeid het apparaat hoeft te leveren. Ook is de benodigde temperatuur van belang. Bij een lagetemperatuurverwarming zoals vloerverwarming is het rendement van een warmtepomp hoger dan bij bijvoorbeeld een hogere temperatuur voor radiatoren. Dan wordt het verschil tussen bron- en afgiftetemperatuur hoger en zakt het rendement fors. Onder meer daarom raden wij het toepassen van een warmtepomp in combinatie met hoge temperatuur radiatoren af.

Rendement warmtepomp in de winter

Het rendement van de warmtepomp bij een lage buitentemperatuur is ook lager. De omgevingswarmte neemt af en dat heeft gevolgen voor je verwarming. De lage temperatuur van de bron zorgt ervoor dat de COP daalt. Waar je normaal gesproken een COP van tussen de 4 en 6 haalt, kan dit in de winter dalen tot tussen de 2 en 3. Kortom, fors mager, maar alsnog een hoger rendement dan een HR-ketel op aardgas.

Het rendement van een warmtepomp berekenen

Je hoeft zelf niet het rendement van een warmtepomp te berekenen, dit is al voor je gedaan. Wel kun je zelf berekenen vanaf wanneer het voordeliger is om over te stappen van een gasgestookte cv-ketel op een volledig elektrische warmtepomp. Puur financieel gezien is een warmtepomp vanaf een COP van ongeveer 2,5 voordeliger dan een gasgestookte cv-ketel. We kijken hier alleen naar het energieverbruik!

Het rendement van een hybride warmtepomp is complexer te berekenen, omdat je afhankelijk van de buitentemperatuur switcht tussen gas en elektriciteit. Maar zoals gezegd is de COP van de volledig elektrische warmtepomp ook in de winter hoger dan die van een gasgestookte cv-ketel.

Subsidie voor een warmtepomp

De subsidie voor een warmtepomp is de Investeringssubsidie Duurzame Energie (ISDE). Deze loopt nog tot en met 31 december 2020. Om hiervoor in aanmerking te komen, moet de installatie voor jouw klant aan een aantal voorwaarden voldoen:

• De warmtepomp moet deel uitmaken van het verwarmingssysteem.
• Het betreft een lucht-waterwarmtepomp, grond-waterwarmtepomp of water-waterwarmtepomp. Voor een lucht-luchtwarmtepomp is er dus geen subsidie.
• Maximaal 70 kW vermogen.
• Het systeem is voorzien van etiket, productkaart en technische documentatie.
• De installatie wordt verricht door een deskundige installateur.
• De betreffende warmtepomp staat op de apparatenlijst van de RVO. Hier staat ook een indicatief subsidiebedrag vermeld.

Het begrip “deskundige installateur” laat ruimte voor interpretatie. Voor sommige installaties zullen meer certificaten nodig zijn dan voor andere. Ook bij aanbestedingen kan hierom gevraagd worden. En als er niet om gevraagd wordt, is het zeker een pré als je deze kunt tonen. Wanneer je als installateur samenwerkt met Anders Verwarmen, kun je jouw klant op die manier aan extra subsidie helpen. Of hierdoor meer kans maken om de aanbesteding te winnen. Want wij hebben de vereiste certificaten en diploma’s al.

Kosten en terugverdientijd van de warmtepomp

De kosten en terugverdientijd van de warmtepomp lopen uiteen. De prijs is grotendeels afhankelijk van de soort bron en het vermogen. Bovendien is de verwachte levensduur van de warmtepomp 15 tot 20 jaar, maar in de praktijk blijkt dit vaak rond de 25 jaar te liggen. Bij lucht- en waterwarmtepompen ligt ook de levensduur van de bron rond de 20 jaar. De levensduur van de bron van een bodemwarmtepomp is echter rond de 50 jaar.

In deze tabel zie je terugverdientijden voor de verschillende warmtepompen. Hierbij valt op dat de hybride en lucht-luchtwarmtepomp de kortste terugverdientijd hebben. Maar deze zijn ook het goedkoopste. Daardoor is dit op de lange termijn veel minder rendabel dan een bodem-waterwarmtepomp. Met name de combinatie met de aardwarmte korf werpt op de lange termijn haar vruchten af. Bovendien zijn eventuele subsidies niet meegenomen in deze berekeningen.

Ga ook Anders Verwarmen

Eén ding is zeker: de cv-ketel is op zijn retour en de warmtepomp gaat hem vervangen. Maar voordat we nu overal haastig lucht-luchtwarmtepompen gaan installeren, moeten we eerst ook andere opties bekijken. Betere opties met hoger rendement. Ze hebben weliswaar een langere terugverdientijd en ze vergen een hogere investering, maar op de lange termijn profiteren jij, jouw klant en het milieu daarvan. Uiteindelijk willen we allemaal anders verwarmen en samen een oplossing zoeken. Maar die oplossing is voor iedere situatie verschillend. Er zijn wel een aantal vereisten voor een warmtepomp. Het is geen kwestie van one size fits all. Heb jij als installateur echter wel tijd genoeg om iedere klant een persoonlijk advies te geven over de beste oplossing voor een duurzaam verwarmingssysteem?

Bij Anders Verwarmen kunnen we dit werk uit handen nemen. Wij geven dat advies, zodat jij ondertussen verder kunt met andere klanten. Wanneer het advies klaar is, zorgen wij voor de plaatsing van de bron en maken we alle certificaten in orde. Jij installeert de pomp en het afgiftesysteem. Zo maken we Nederland samen duurzamer en benutten we deze nieuwe kansen in de wereld van installatietechniek.

Wil je meer weten over de gouden toekomst van de installateur? Download dan ons gratis whitepaper!

Download whitepaper